Natriumjonbatterier anses vara ett av de mest lovande alternativen till litiumjonbatterier, speciellt för storskaliga applikationer. Natriumbaserade övergångsmetalloxider med skiktad struktur har varit i fokus för studier, på grund av fördelarna med enkel syntes, stabil struktur och höga energidensiteter. Tyvärr är de flesta katodmaterial av skiktad typ luftkänsliga, vilket leder till en hög tillverkningskostnad för natriumjonbatterier och i hög grad försvårar det praktiska utnyttjandet av natriumjonbatterier.

För att främja den praktiska tillämpningen av natriumjonbatterier måste deras dåliga luftstabilitet förstås och lösas. I en recension som sammanfattar den senaste förståelsen och lösningarna för luftkänslighet, sammanfattade författarna först grunderna för natriumbaserade skiktade oxidmaterial, koncentrerade sig sedan på luftstabiliteten hos skiktade katoder och tog upp nyckelfrågor till forskarsamhällets uppmärksamhet.

Mekanismen för luftkänslighet är komplex och involverar flera kemiska och fysikaliska reaktioner. Flera komponenter i luft, såsom syre, vatten och koldioxid, deltar i reaktionen med skiktat oxidkatodmaterial, beroende på katodmaterialets kristallstruktur. Olika strategier för att förbättra luftstabiliteten, inklusive införandet av ytbeläggning, tvättning av katodmaterial och elementsubstitution i antingen övergångsmetallställen eller natriumställen diskuterades.

Författarna har funnit att det saknas instruktiv information för att rationellt utforma praktiska material. Mängden framsteg som görs varje år på detta område är dock uppmuntrande. Dessutom, eftersom de flesta strategier som beskrivs i denna recension inte utesluter varandra, kan olika strategier kombineras för att multiplikativt modifiera materialen för att uppnå en synergistisk effekt. Förhoppningen är att denna översyn kommer att vara till hjälp för forskarvärlden och för utvecklingen av implementeringen av natriumjonbatterier.

Forskningen är publicerad i Science China Chemistry av Dr Hu-Rong Yao (Fujian Normal University), Dr Lituo Zheng (Fujian Normal University), Prof. Sen Xin (Institute of Chemistry, Chinese Academy of Sciences) och Prof. Yu-Guo Guo (Institute of Chemistry, kinesiska Vetenskapsakademin). + Utforska vidare

Nytt material driver natriumjonbatterier för att fasa ut kostsamt litium